Aplikasi Fiber Random Laser ing Distributed Sensing

Ing 2013, konsep anyar DRA adhedhasar pompa DFB-RFL dhuwur diusulake lan diverifikasi dening eksperimen. Amarga struktur rongga semi-mbukak unik saka DFB-RFL, mekanisme umpan balik mung gumantung ing panyebaran Rayleigh kanthi acak ing serat. Struktur spektral lan daya output saka laser acak dhuwur-urutan diprodhuksi mameraken insensitivity suhu banget, supaya High-mburi DFB-RFL bisa mbentuk sumber pump kurang-gangguan stabil banget mbagekke. Eksperimen ditampilake ing Figure 13 (a) verifikasi konsep mbagekke Raman amplifikasi adhedhasar dhuwur-urutan DFB-RFL, lan Figure 13 (b) nuduhake distribusi gain ing negara transmisi transparent ing daya pump beda. Bisa dideleng saka perbandingan yen pumping orde kapindho bidirectional paling apik, kanthi rata-rata gain 2,5 dB, diikuti dening pumping laser acak urutan kapindho mundur (3,8 dB), nalika pumping laser acak maju cedhak karo urutan pertama. pumping bidirectional, mungguh Ing 5,5 dB lan 4,9 dB, kinerja pumping DFB-RFL mundur rata-rata gain ngisor lan gain fluktuasi. Ing wektu sing padha, angka swara efektif saka pompa DFB-RFL maju ing jendela transmisi transparan ing eksperimen iki yaiku 2,3 ​​dB luwih murah tinimbang pompa urutan pertama bidirectional lan 1,3 dB luwih murah tinimbang pompa urutan kapindho bidirectional. . Dibandhingake karo DRA konvensional, solusi iki nduweni kaluwihan lengkap sing jelas kanggo nyuda transfer gangguan intensitas relatif lan nyadari transmisi / sensing imbang jarak lengkap, lan laser acak ora sensitif marang suhu lan stabilitas sing apik. Mulane, DRA adhedhasar dhuwur-mburi DFB-RFL bisa Iku menehi kurang-gangguan lan stabil mbagekke imbang amplifikasi kanggo long-distance serat optik transmisi / roso, lan wis potensial kanggo éling Ultra-long-distance non-relay transmisi lan roso. .

Distributed Fiber Sensing (DFS), minangka cabang penting ing bidang teknologi sensing serat optik, nduweni kaluwihan sing luar biasa ing ngisor iki: Serat optik dhewe minangka sensor, nggabungake sensing lan transmisi; bisa terus-terusan ngrasakake suhu saben titik ing jalur serat optik Distribusi spasial lan ngganti informasi paramèter fisik kayata, galur, lan liya-liyane; serat optik siji bisa entuk nganti atusan ewu titik informasi sensor, sing bisa mbentuk jarak paling dawa lan jaringan sensor kapasitas paling gedhe saiki. Teknologi DFS nduweni prospek aplikasi sing wiyar ing bidang pemantauan keamanan fasilitas utama sing ana hubungane karo ekonomi nasional lan mata pencaharian masyarakat, kayata kabel transmisi daya, pipa minyak lan gas, ril sepur, jembatan lan terowongan. Nanging, kanggo mujudake DFS kanthi jarak dawa, resolusi spasial sing dhuwur lan akurasi pangukuran, isih ana tantangan kayata wilayah presisi rendah skala gedhe sing disebabake mundhut serat, broadening spektral sing disebabake nonlinearity, lan kesalahan sistem sing disebabake non-lokalisasi.
Teknologi DRA adhedhasar dhuwur-mburi DFB-RFL nduweni sifat unik kayata gain flat, gangguan kurang, lan stabilitas apik, lan bisa muter peran penting ing aplikasi DFS. Kaping pisanan, ditrapake ing BOTDA kanggo ngukur suhu utawa galur sing ditrapake ing serat optik. Piranti eksperimen ditampilake ing Figure 14 (a), ing ngendi metode pumping hibrida saka laser acak urutan kapindho lan LD kurang gangguan urutan pisanan digunakake. Asil eksperimen nuduhake yen sistem BOTDA kanthi dawane 154,4 km nduweni resolusi spasial 5 m lan akurasi suhu ± 1,4 ℃, kaya sing dituduhake ing Gambar 14(b) lan (c). Kajaba iku, teknologi DRA DFB-RFL dhuwur-dhuwur diterapake kanggo nambah jarak sensing saka reflectometer domain wektu optik fase-sensitif (Φ-OTDR) kanggo deteksi getaran / gangguan, nggayuh jarak penginderaan rekaman 175 km 25 m spasial. resolusi. Ing taun 2019, liwat campuran RFLA urutan kapindho maju lan amplifikasi laser acak urutan kaping telu, FU Y et al. ditambahi sawetara sensing saka repeater-kurang BOTDA kanggo 175 km. Minangka kita ngerti, sistem iki wis dilaporake nganti saiki. Jarak paling dawa lan faktor kualitas paling dhuwur (Figure of Merit, FoM) saka BOTDA tanpa repeater. Iki minangka pisanan sing amplifikasi laser acak serat urutan katelu wis diterapake ing sistem sensing serat optik sing disebarake. Kawujudan saka sistem iki nandheske sing dhuwur-urutan serat amplifikasi laser acak bisa nyedhiyani distribusi gain dhuwur lan warata, lan wis tingkat gangguan tolerable.